DE102018202039A1 - Method for the projection lithographic transmission of an object structure arranged in an object field - Google Patents
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Abstract
Bei der projektionslithografischen Übertragung einer in einem Objektfeld angeordneten Objektstruktur auf ein in einem Bildfeld (9) angeordnetes Substrat wird zunächst das mit Beleuchtungslicht (2a) ausleuchtbare Bildfeld (9) bereitgestellt. Im Bildfeld (9) ist ein Abschnitt des Substrats anordenbar. Es wird nun ein Zielbereich (14a) auf dem Substrat (10) belichtet, während das Substrat (10) relativ zum Bildfeld (9) längs einer Scanrichtung (13, y) verlagert wird. Sodann wird ein Zwischenraum (15) zwischen dem belichteten Zielbereich (14a) und einem in Scanrichtung (y, 13) folgenden weiteren Zielbereich (14b) abgeschattet, solange der Zwischenraum (15) bei der Verlagerung des Substrats (10) relativ zum Bildfeld (9) längs der Scanrichtung (y, 13) durch das Bildfeld (9) verlagert wird. Diese Schritte Belichten und Abschatten werden solange wiederholt, bis eine vorgegebene Anzahl von Zielbereichen (14a, 14b, ...) belichtet ist. Es resultiert ein vergrößerter Substrat- bzw. Waferdurchsatz.In the projection lithographic transmission of an object structure arranged in an object field to a substrate arranged in an image field (9), the image field (9) which can be illuminated with illumination light (2a) is first provided. In the image field (9), a portion of the substrate can be arranged. A target area (14a) is now exposed on the substrate (10) while the substrate (10) is displaced relative to the image field (9) along a scanning direction (13, y). Then, a gap (15) between the exposed target area (14a) and a further target area (14b) following in the scanning direction (y, 13) is shaded, as long as the gap (15) during the displacement of the substrate (10) relative to the image field (9 ) is displaced along the scanning direction (y, 13) through the image field (9). These exposing and shading steps are repeated until a predetermined number of target areas (14a, 14b, ...) are exposed. This results in an increased substrate or wafer throughput.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur projektionslithografischen Übertragung einer in einem Objektfeld angeordneten Objektstruktur auf ein in einem Bildfeld angeordnetes Substrat. Ferner betrifft die Erfindung eine Baugruppe zur projektionslithografischen Übertragung der Objektstruktur unter Einsatz des Verfahrens, ein optisches System zur projektionslithografischen Übertragung einer Objektstruktur mit einer derartigen Baugruppe, eine Projektionsbelichtungsanlage mit einem derartigen optischen System, ein Verfahren zur Herstellung eines mikro- bzw. nanostrukturierten Bauteils mit Hilfe einer derartigen Projektionsbelichtungsanlage sowie ein mit einem solchen Herstellungsverfahren unter Nutzung des Übertragungsverfahrens hergestelltes mikro- bzw. nanostrukturiertes Bauteil.The invention relates to a method for the projection lithographic transmission of an object structure arranged in an object field to a substrate arranged in an image field. Furthermore, the invention relates to an assembly for projection lithographic transmission of the object structure using the method, an optical system for projection lithographic transmission of an object structure with such an assembly, a projection exposure apparatus with such an optical system, a method for producing a micro- or nanostructured component using such a projection exposure apparatus and a microstructured or nanostructured component produced by means of such a production method using the transfer method.
Ein projektionslithografisches Übertragungsverfahren der eingangs genannten Art ist bekannt z. B. aus der
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Übertragungsverfahren der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass dessen Substrat- bzw. Waferdurchsatz vergrößert ist.It is an object of the present invention to develop a transmission method of the aforementioned type such that its substrate or wafer throughput is increased.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch ein Übertragungsverfahrens mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.This object is achieved by a transfer method with the features specified in claim 1.
Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass es möglich ist, eine Belichtung mehrerer aufeinanderfolgender Zielbereiche auf dem Substrat durchzuführen, bei der das Substrat sowohl beim Belichten der Zielbereiche als auch dann relativ zum Bildfeld längs der Scanrichtung verlagert wird, wenn ein Zwischenraum zwischen zwei zu belichtenden Zielbereichen durch das Bildfeld verlagert wird. Die Belichtung mehrerer Zielbereiche geschieht also, während das Substrat ausschließlich längs einer Richtung, nämlich längs der Scanrichtung bewegt wird. Dies führt zu einer Durchsatzsteigerung im Vergleich zu Verfahren nach dem Stand der Technik, bei denen nach jeder Zielbereichsbelichtung ein Abbremsen des Substrats zum Stillstand erfolgt bzw. bei dem das Substrat nach Belichtung eines Zielbereichs senkrecht zur Scanrichtung verlagert wird. Eine entsprechende Durchsatzerhöhung ist bei dem Übertragungsverfahren im Vergleich zum Stand der Technik die Folge.According to the invention, it has been recognized that it is possible to perform an exposure of a plurality of successive target areas on the substrate, wherein the substrate is displaced along the scanning direction both when exposing the target areas and then relative to the image field, if a space between two target areas to be exposed by the Image field is shifted. The exposure of several target areas thus happens while the substrate is moved along one direction only, namely along the scanning direction. This leads to an increase in throughput in comparison with methods according to the prior art in which, after each target area exposure, the substrate is decelerated to a standstill or in which the substrate is displaced perpendicular to the scanning direction after exposure of a target area. A corresponding increase in throughput is the result in the transmission method compared to the prior art.
Mit dem Übertragungsverfahren lässt sich ein Waferdurchsatz erreichen, der größer ist als 250 Wafer pro Stunde und der beispielsweise größer sein kann als 300 Wafer pro Stunde, größer sein kann als 350 Wafer pro Stunde und sogar größer sein kann als 400 Wafer pro Stunde.With the transfer method, a wafer throughput that is greater than 250 wafers per hour and, for example, greater than 300 wafers per hour, can be greater than 350 wafers per hour and even greater than 400 wafers per hour, can be achieved.
Eine Verlagerung des Substrats während des Übertragungsverfahrens mit gleicher Geschwindigkeit längs der Scanrichtung nach Anspruch 2 vermeidet unnötige Substrat-Beschleunigungsvorgänge.Displacement of the substrate during the same speed transfer process along the scan direction of
Wenn gemäß dem Anspruch 3 die Objektstruktur während des Übertragungsverfahrens relativ zum Objektfeld fix in Position bleibt, führt dies zu einer Vereinfachung des Übertragungsverfahrens. Eine derartige Positionsfixierung der Objektstruktur während der Zielbereichsbelichtung des Substrats eignet sich für Objektstrukturen, die sich längs einer ansonsten genutzten Objekt-Scanrichtung nicht ändern, also insbesondere für Objekt-Linienstrukturen. Insbesondere kann bei der Durchführung eines solchen Verfahrens eine Objektverlagerung insgesamt unterbleiben, was nicht nur das Verfahren vereinfacht, sondern auch die zur Durchführung des Verfahrens erforderliche Projektionsbelichtungsanlage.If, according to
Die Vorteile einer Baugruppe nach Anspruch 4 entsprechen denen, die vorstehend unter Bezugnahme auf das erfindungsgemäße Übertragungsverfahren bereits erläutert wurden. Durch die synchronisierte Verlagerung einerseits des Substrats mit dem Substratverlagerungsantrieb und andererseits der Abschottungsblende mit dem Blendenverlagerungsantrieb wird die gezielte Abschattung der Zwischenbereiche zwischen den zu belichtenden Zielbereichen auf dem Substrat gewährleistet.The advantages of an assembly according to claim 4 correspond to those which have already been explained above with reference to the transmission method according to the invention. Due to the synchronized displacement on the one hand of the substrate with the substrate displacement drive and on the other hand the Abschottungsblende with the shutter displacement drive the targeted shading of the intermediate areas between the target areas to be exposed on the substrate is guaranteed.
Eine Abschattungsblende nach Anspruch 5 ist zur Durchführung des Übertragungsverfahrens besonders gut geeignet. Die Größe des Blendenfensters gewährleistet, dass die Abschattungsblende nicht unerwünscht Beleuchtungslicht beim Belichten der Zielbereiche abschattet.A shading panel according to
Eine Mehrzahl von Blendenabschnitten nach Anspruch 6 ermöglicht eine Abschattung einer entsprechenden Mehrzahl von Zwischenräumen zwischen jeweils zwei aufeinanderfolgenden, zu belichtenden Zielbereichen auf dem Substrat. Die Blendenabschnitte können wie die Sprossen einer Leiter angeordnet sein. Die Blendenabschnitte können durch seitliche Holme gehalten werden, die wiederum den Holmen einer Leiter hinsichtlich ihrer Anordnung entsprechen können. Die Anzahl der Blendenabschnitte kann größer sein als 5 und kann beispielsweise 6, 7, 8, 9 oder 10 betragen und kann auch noch größer sein.A plurality of aperture portions according to claim 6 enables a shadowing of a corresponding plurality of spaces between each two successive target areas to be exposed on the substrate. The panel sections can be arranged like the rungs of a ladder. The panel sections can be held by lateral spars, which in turn can correspond to the spars of a ladder with regard to their arrangement. The number of aperture sections may be greater than 5 and may be for example 6, 7, 8, 9 or 10 and may be even greater.
Wenn nach Anspruch 7 die Blendenabschnitte in Scanrichtung eine vergleichbare oder exakt gleiche Erstreckung haben, wie die Erstreckung der Zwischenräume in Scanrichtung, wird eine besonders effektive Abschattung der Zwischenräume erreicht. Während des Abschattens des jeweiligen Zwischenraums wird dann die Abschattungsblende mit genau der gleichen Scangeschwindigkeit bewegt wie das Substrat.If, according to
Wenn nach Anspruch 8 eine Erstreckung des Bildfeldes in Scanrichtung kleiner ist als eine Erstreckung der jeweiligen Zwischenräume zwischen den zu belichtenden Substrat-Zielbereichen, ist insbesondere gewährleistet, dass während des Abschattens des jeweiligen Zwischenraums kein unkontrolliertes Belichten der angrenzenden Zielbereiche erfolgt.If, according to
Die Vorteile eines optischen Systems nach Anspruch 9 einschließlich einer abbildenden Optik sowie eines optischen Systems nach Anspruch 10 einschließlich einer Beleuchtungsoptik entsprechen denen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die erfindungsgemäße Baugruppe bereits erläutert wurden.The advantages of an optical system according to
Die Vorteile einer Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 11 entsprechen denjenigen, die unter Bezugnahme auf die erfindungsgemäße Baugruppe bereits erläutert wurden.The advantages of a projection exposure apparatus according to
Eine EUV-Lichtquelle nach Anspruch 12 ermöglicht eine extrem hohe Strukturauflösung.An EUV light source according to
Eine DUV-Lichtquelle nach Anspruch 13 ermöglicht einen sehr großen Substrat- bzw. Waferdurchsatz.A DUV light source according to
Die Vorteile eines Herstellungsverfahrens nach Anspruch 14 sowie eines mikro- bzw. nanostrukturierten Bauteils nach Anspruch 15 entsprechen denjenigen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die Projektionsbelichtungsanlage bereits erläutert wurden.The advantages of a production method according to claim 14 and of a microstructured or nanostructured component according to
Bei dem Bauteil kann es sich um einen Halbleiterchip mit extrem hoher Integrationsdichte bzw. Speicherdichte handeln.The component may be a semiconductor chip with an extremely high integration density or storage density.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
-
1 schematisch und perspektivisch Hauptkomponenten einer Projektionsbelichtungsanlage für die Projektionslithografie; -
2 eine Momentaufnahme von Relativpositionen zweier zu belichtender Substrat-Zielbereiche, eines mit Beleuchtungslicht der Projektionsbelichtungsanlage ausgeleuchteten Beleuchtungsfeldes sowie einer in der dargestellten Ausführung zwei Blendenabschnitte aufweisenden Abschattungsblende zum Abschatten von Zwischenräumen zwischen den zu belichtenden Substrat-Zielbereichen, während ein in der2 rechts dargestellter, führender Zielbereich belichtet wird; -
3 die Komponenten nach2 in einer weiteren, nachfolgenden Momentaufnahme in dem Zeitpunkt, in dem eine Belichtung des führenden Substrat-Zielbereichs gerade vollendet wird; -
4 die Komponenten nach3 in dem nachfolgenden Moment, in dem mit einer Belichtung des folgenden Substrat-Zielbereichs nach Abschattung des Zwischenraums durch einen Blendenabschnitt der Abschattungsblende begonnen wird; und -
5 die Komponenten nach4 in einem nachfolgenden Moment, in dem der folgende Substrat-Zielbereich belichtet wird.
-
1 schematic and perspective main components of a projection exposure apparatus for projection lithography; -
2 a snapshot of relative positions of two substrate target areas to be exposed, an illumination field illuminated by illumination light of the projection exposure apparatus and a shading diaphragm having two diaphragm sections in the illustrated embodiment for shading gaps between the substrate target areas to be exposed, while one in the2 illuminated on the right-hand side; -
3 the components after2 in another subsequent snapshot at the time an exposure of the leading substrate target area is just completed; -
4 the components after3 in the subsequent moment in which an exposure of the following substrate target area after shading of the gap by a diaphragm portion of the shading diaphragm is started; and -
5 the components after4 in a subsequent moment in which the following substrate target area is exposed.
Informationen zur Strahlungsquelle findet der Fachmann z. B. in der
Ein Beleuchtungssystem der Projektionsbelichtungsanlage
Der Objekthalter
Eine Projektionsoptik
Zur Erleichterung der Beschreibung von Lagebeziehungen ist in der
Dargestellt ist in der
Ein jeweils insgesamt auf dem Wafer
Zwischen den beiden Zielbereichen
Die Zielbereiche
Zur Projektionsbelichtungsanlage
Die Abschattungsblende
Eine zentrale Steuereinrichtung
Die Abschattungsblende
Dargestellt ist in den
Eine Erstreckung F des Blendenfensters
Die Erstreckung DS der Blendenabschnitte
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Erstreckung DI des Bildfeldes
Eine Geschwindigkeit der Abschattungsblende vb wird zwischen den Momentanaufnahmen nach den
Im Moment nach
Das Beleuchtungsfeld
Die tatsächlichen Erstreckungen der Blendenabschnitte
Insgesamt wird also folgendes Verfahren durchgeführt:Overall, the following procedure is therefore carried out:
Zunächst wird das mit dem Beleuchtungslicht
Während der wiederholten Durchführung dieser Schritte wird der Wafer
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- US 6859515 B2 [0022]US Pat. No. 685,951 B2 [0022]
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